浅析昆虫酯酶与抗药性的关系

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1、浅析昆虫（螨）酯酶与抗药性的关系王祥尊（西南大学植物保护学院农药学，重庆）摘要：随着化学农药广泛应用，害虫对农药的抗性不断增强。目前，昆虫（螨）抗性机制研究已成为一项重要的课题。现代分子生物学技术的运用使有关抗性机制的研究呈现多层次多方位的研究特点。本文概述了近年来几种与昆虫抗药性机制相关酯酶的研究进展，以期为昆虫的抗性研究提供参考。关键词：昆虫；酯酶；抗药性；关系AnalysistheRelationshipofInsect(Mite)EsterasesandPesticideResisitanceWangXiangZun,(DepartmentofPesticide,Colle

2、geofPlantProtect,SouthwestUniversity,China)Abstract:Withtheextensiveapplicationofchemicalpesticides,Pestresistancetopesticidesmoreandmoreseriously.Currently,theinsects(mites)resistancemechanismhasbecomeanimportantissue.Theuseofmodernmolecularbiologytechniquestostudytheresistancemechanismsprese

3、ntmulti-levelmulti-aspectcharacteristics.Thispaperreviewsseveralrecentresearchofinsectresistancemechanismsassociatedwiththeesterase,providingareferencetostudyinsectresistance.Keywords:insect;resisitance;esterase;relationship世界卫生组织（WHO）1957年对昆虫抗药性下的定义是：“昆虫具有忍受杀死正常种群大多数个体的药量的能力在其种群中发展起来的现象”。自190

4、8年Melander首次发现美国的梨园蚧（Diaspidivtuspernicivsus）对石硫合剂产生抗性以来，害虫抗药性的研究已有近100年的历史。昆虫抗性研究从最初的行为、生理到代谢再到作用靶标，实现了跨越式发展。近年来，昆虫抗性机制的研究主要集中于抗性基因的表达和调控。大多数研究认为，昆虫的抗药性机制主要包括药剂穿透率下降、昆虫体内解毒酶活力增强即代谢抗性与靶标敏感性降低等。其中解毒酶主要包括细胞色素P450介导的多功能氧化酶、谷胱甘肽转移酶(GST)、水解酯酶等；3个主要作用靶标分别为乙酰胆碱酯酶（AChE）、神经轴突钠离子通道（SC）和γ-氨基丁酸（GABA）受体-氯离

5、子通道复合体。而随着昆虫基因组全序列的测序完成以及基因组研究技术的开发运用，大大地促进了抗性基因的鉴别，使昆虫的抗性机制研究在代谢机制和作用靶标这两方面取得了重大突破。1昆虫酯酶的命名与分类目前酯酶的分类比较混乱。有时所用的术语仅描述某些反应，如“磷酸酯酶”水解P-O-C键，“酰胺酶”水解酰胺键，“羧酸酯酶”水解羧酯键。在早期的文献中，Augustinsson（1961）基于水解的底物把酯酶分成三类:1）脂族酯酶（水解脂族酯底物）；2）芳族酯酶（水解芳族酯底物）；3）胆碱酯酶（水解胆碱酯）。事实上这种分类方法对脂族酯酶和芳族酯酶很难清楚区分。在该分类方法中最常用的一个标准是非变性电

6、泳中的不同迁移率，例如桃蚜的酯酶El-E7（Devonshire,1975）和果蝇的酯酶Est2和Est5（Zourosetal.,1982）。Aldridge（1953）则根据酯酶与有机磷的相互作用把酯酶分为三类:1）A-酯酶，这类酶能耐受有机磷，并把它们作为底物进行水解；2）B-酯酶，这类酶对对氧磷等有机磷很敏感，能被这些有机磷抑制；3）C-酯酶，既不被有机磷抑制，又不能水解这些有机磷。按照国际生化联合会的分类：羧酸酯酶（=脂族酯酶=B酯酶），分类名为羧酸酯水解酶；芳族酯酶（=A酯酶=对氧磷酶），分类名为芳族酯水解酶。但实际上羧酸酯酶也能分解芳族酯类，芳族酯酶也能分解脂族酯类，

7、因此这种分类方法也未必合理。由于许多A-酯酶能通过活性位点上乙酰化的半胱氨酸水解有机磷，因此这些酶被通称为磷酸酯酶（Reiner,1993；Walker,1993）。羧酸酯酶主要指B-酯酶，这些酶具有一个丝氨酸活性位点，因此B-酯酶和丝氨酸水解酶是同义的。2昆虫酯酶与抗药性的研究酯酶是指能够水解羧酸酯键和磷酸酯键的酶的通称，属于丝氨酸水解酶家族，是代谢多种杀虫剂的一大类酶，其作用在于优先水解水溶性短链酯类的酯键。在国外对酯酶基因的克隆研究很活跃，已有几种微生物和抗性昆